TWI785240B - 流體材料注射裝置 - Google Patents

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佛洛伊德肯特 馬特萊克
布萊恩 Ｅ 金
亞當 埃肯羅特
杰 Ｓ 托里尼
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美商席諾科技公司
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Abstract

一種注射裝置（10）藉由以下將例如一液體密封劑等一可施配流體材料（32）注射至一空調或製冷加壓系統等之加壓製冷劑管路中：利用加壓系統之一高壓力區與一低壓力區間之壓力差。該裝置包含一管（12），管（12）容納可施配流體材料（32）且由一出口閥（26）閉合。一可移動部件（34）裝納一彈簧加載式止回閥（38）且設置於出口閥（26）下游並與出口閥（26）間隔開。可移動部件（34）可在形成於一出口管連接器（24）中之一通道（24e）內移動。在藉由一裝設螺母（28）連接至一加壓系統之一維護埠（17）後，可移動部件（34）被驅迫成與出口閥（26）嚙合以打開出口閥（26），進而將流體材料（32）施配至維護埠（17）中。

Description

流體材料注射裝置
[相關申請案之交叉參考]
本申請案主張於2018年5月16日以弗洛伊德．肯特．馬特拉克(Floyd Kent Matlack)等人之名義提出申請且名稱為「流體材料注射裝置及使用方法(Fluid Material Injection Device and Method of Use)」之臨時專利申請案第62/672,204號之優先權。
本發明係關於一種用於將一流體材料(例如一密封劑液體)注射至一系統(例如一空調或製冷系統)中之流體材料注射裝置。
用於將一可施配流體材料(dispensible fluid material)(例如一液體密封劑)注射至空調系統及製冷系統中之裝置在此項技術中已為人所知。此等裝置包含一管，該管容納欲經由該管中之一流體出口閥(fluid outlet valve)而自該管施配之一流體。舉例而言，卡西亞比佛利(Cacciabeve)等人在2016年6月23日公開了名稱為「密封劑軟管及使用方法(Sealant Hose and Method of Use)」之公開專利申請案第US 2016/0178107 A1號(「卡西亞比佛利」)。一軟管12容納流體密封劑且以分解圖形式顯示於卡西亞比佛利之第2圖中。如第1圖中所示，軟管12之入口端藉由一製冷劑維護軟管(無編號)連接至一空調歧管壓力計6且其出口端連接至一空調系統(air conditioning system；AC)之維護埠(service port；SP)。第3圖顯示將軟管12之入口端連接至製冷劑維護軟管之一入口閥14，且第4圖顯示與軟管12之出口端連接之一出口閥16。可以看出，出口閥16 包含一第一殼體54及一第二殼體56且被建構成在藉由空調維護埠之一錐形組件(圖式中未顯示)附接至該維護埠時被打開。將出口閥16連接至維護埠會將該閥打開，俾使來自空調歧管壓力計6之壓力經由出口閥16而施配流體密封劑。通常，在將例如一密封劑液體等一材料施配至一閉合加壓系統(closed pressurized system)中時，利用閉合系統之相對高壓力區與相對低壓力區間之壓力差。
先前技術流體材料注射裝置(例如卡西亞比佛利之流體材料注射裝置)所遭遇之一顯著問題係為密封劑在使用之前(例如，在製造、儲存及/或裝運期間)經過流體出口閥之洩漏。發生此種洩漏可能係由於各閥組件未能彼此完全坐靠或者係因裝運期間之振動等。經驗已表明，例如三元矽烷液體密封劑因經過出口閥發生甚至非常輕微之洩漏而與水分(例如大氣濕度)接觸亦將使所洩漏之密封劑發生聚合且藉此將有效地使各出口閥組件膠合於一起，進而使得注射裝置變得無用。此外，通常在O形環之製造中使用以確保液體密封或氣動密封之諸多橡膠聚合物(例如聚矽氧或布納(buna))在直接暴露於密封劑時非常易於發生由膨脹或收縮引起之顯著尺寸改變。此等尺寸改變係為有害的，乃因其將在使用之前導緻密封劑洩漏且可堵塞各組件而阻礙或阻止裝置之組件進行移動。任一種狀況皆因經聚合之密封劑將有效地「膠合」出口閥而將使注射裝置變得無用。據報告，在裝置出口端處利用此等先前技術閥及O形環之注射裝置之失效程度高至令人無法接受。對因密封劑洩漏而變得無效之注射裝置之過於頻繁之返回及重新加工招致了相當大的花費，更不必說引起顯著的客戶不滿。至少在用於空調系統及製冷系統等之密封劑液體之情形中，必須保護密封劑液體(包含經過流體出口閥而洩漏之任何密封劑液體)免受環境大氣及其水分含量影響。
大體而言，本發明提供一種用於經由一維護埠將一可施配流體材料(例如一密封劑液體或其他液體)注射至一閉合加壓系統(例如一空調或製冷系統等)中之流體材料注射裝置(本文中有時稱為「注射裝置」)。本發明之注射裝置克服上述可施配流體材料在使用之前經過流體出口閥而洩漏之上述問題且亦克服O形環等因密封劑在使用之前與O形環接觸而發生之膨脹問題。此係藉由提供由一出口閥及一可移動接觸部件閉合之一出口端而達成，該出口閥可包含例如一銷操作式施克拉德閥(Schrader valve)，該可移動接觸部件位於該出口閥之下游，鄰近於該出口閥但與該出口閥充分間隔開以防止因接觸該可移動部件及其相關聯密封件而發生任何密封劑之洩漏。由於可移動接觸部件位於出口閥之下游，因此可移動接觸部件及可移動接觸部件之所有相關聯組件在使用之前保持與密封劑隔離及「乾燥」，亦即，不與任何洩漏之密封劑接觸。本發明之裝置包含所謂的一「濕區(wet zone)」及一「乾區(dry zone)」，該濕區容納密封劑，該乾區直至裝置用於將密封劑注射至加壓系統中才與密封劑接觸。為該可移動部件建立此種乾區完全地或至少實質上消除密封劑發生聚合並將可移動部件膠合就位、進而使裝置變得無效之可能性。其亦消除或大幅降低可移動部件之O形環或其他橡膠組件發生膨脹之可能性。該等狀況其中之任一者皆將使裝置變得無用。在使用時，乾燥之可移動部件在被驅迫成與出口閥接觸時打開出口閥並釋放密封劑。視需要，可如下所述在可移動部件中設置一止回閥。
具體而言，根據本發明，提供一種用於將一可施配流體材料注射至一加壓系統(pressurized system)中之流體材料注射裝置，該加壓系統中具有一加壓流體之一相對高壓力區(relatively high pressure zone)及一相對低壓力區(relatively low pressure zone)，該流體注射裝置包含以下組件。一管，具有一入口端(inlet end)及一出口端(outlet end)，該入口端具有一入口閉合部件(inlet closure member)，該入口閉合部件能夠與該高壓力區連接成流體流動連通，且該出口端具有一出口管連接器(outlet tube connector)，該出口管連接器能夠與該低壓力區連接成流體流動連通。該出口管連接器界定經由該出口管連接器延伸至該裝置外部之一排放流動路徑。該管在其內界定設置於該入口閉合部件與該出口管連接器間之一閉合儲存腔室，該儲存腔室容納一可施配流體材料且在該出口端由一出口閥閉合。該出口閥被建構成藉由與一可移動部件接觸而打開。該可移動部件在該排放流動路徑內設置成鄰近於該出口閥並在下游與該出口閥間隔開且能夠在該流動路徑內移動。該可移動部件被建構成使得在將該出口管連接器連接至該低壓力區後，該可移動部件被驅迫成與該出口閥接觸以打開該出口閥，進而經由該排放流動路徑排放該可施配流體材料，且更被建構成允許該可施配流體材料穿過該排放流動路徑。
本發明之其他態樣單獨地或以任何適合之組合形式提供以下特徵其中之一或多者。該可移動部件可更包含：一止回閥通道，用於使該可施配流體材料從中穿過；以及一止回閥，視需要一彈簧加載式止回閥(spring-loaded check valve)，設置於該止回閥通道內且被建構成防止自該低壓力區向該出口閥中回流；該可移動部件可更包含一O形環，且在該可移動部件與該出口閥之間存在一空隙(clearance)，該空隙足以防止或至少最小化該可移動部件及其O形環與已經過該出口閥而洩漏之任何可施配流體材料接觸之可能性；該空隙可係為自約0.02英吋(0.051公分(cm))至約0.04英吋(0.102公分)；該低壓力區能夠經由該加壓系統之一維護埠而通達，且該出口管連接器可更包含一裝設部件(installation member)，該裝設部件被建構成將該出口管連接器緊固至該維護埠並驅迫該可移動部件與該出口閥接觸；該裝設部件可包含被建構成旋擰至該維護埠上之一螺紋裝設螺母；該出口閥可包含一操作部件(operating member)，該操作部件面對該可移動部件且與該可移動部件對準，藉此使該可 移動部件移動成與該操作部件接觸會使該操作部件移置以打開該出口閥；該可移動部件可包含一圓周V形凹槽，在該圓周V形凹槽內設置有一O形環密封件，以在該裝置被使用期間防止或至少抑制圍繞該可移動部件之洩漏且在該裝置被使用之前將該可移動部件夾持就位以防止因該可移動部件發生非預期移動而引起對該出口閥之致動；該可施配流體材料可係為適用於密封該加壓系統中之洩漏處之一密封劑流體；該裝置的至少彼等易於在該裝置被使用之前與該可施配流體材料接觸之部分可係由一不透水材料構成；該裝置的至少彼等易於在該裝置被使用之前與該可施配流體材料接觸之部分可係由不會因與該可施配流體材料接觸而經受尺寸改變之一或多種材料構成；且該入口閉合部件可被建構成在連接至該高壓力區後自動地自一閉合位置切換至一打開位置。
本發明之另一態樣提供一種用於將一可施配流體材料注射至一加壓系統中之流體注射裝置，該加壓系統具有一加壓流體之一相對高壓力區及一相對低壓力區，該流體注射裝置包含以下組件。一不透水管具有一入口端及一出口端，該入口端具有一入口閉合部件，該入口閉合部件能夠與該高壓力區連接成流體流動連通，且該出口端具有一出口管連接器，該出口管連接器能夠經由該加壓系統之一維護埠與該低壓力區連接成流體流動連通；該出口管連接器界定從中延伸至該裝置外部之一排放流動路徑。該管在其內界定設置於該入口閉合部件與該出口管連接器間之一閉合儲存腔室。該儲存腔室容納一可施配流體材料且具有由一出口閥閉合之一出口端。該出口閥包含面對該可移動部件且與該可移動部件對準之一操作銷。該可移動部件在該排放流動路徑內設置成鄰近於該出口閥並在下游與該出口閥間隔開且能夠在該流動路徑內移動。該可移動部件被建構成使得在將該出口管連接器連接至該維護埠後，該可移動部件被驅迫成與該操作銷嚙合以將該操作銷移置，進而打開該出口閥以經由該排放流動路徑排放該可施配流體材料。該可移動部件包含一止回閥通道，在該止回閥通 道內設置有一止回閥，該止回閥可係為彈簧加載式且以其他方式被建構成防止自該維護埠向該出口閥中回流。
本發明之其他態樣單獨地或以任何適合之組合形式提供以下特徵其中之一或多者。該裝置可被建構成使得在該裝置仍與該加壓系統之該高壓力區連接成流體流動連通時該裝置鬆動或被斷開連接而不與該加壓系統之該低壓力區進行流體流動連通後，該可移動部件自動地返回至其在下游與該出口閥間隔開之位置，以藉此閉合該出口閥，進而切斷該可施配流體材料經由該裝置之流動；該可施配流體材料可包含適用於密封該加壓系統中之洩漏處之一液體密封劑；該出口管連接器可更包含一螺紋裝設螺母，該螺紋裝設螺母被建構成旋擰至該維護埠上，藉此該可移動部件藉由該裝設螺母相對於該維護埠之移動而被驅使，以將該操作銷移置，藉此打開該出口閥；且該入口閉合部件及該出口閥可各自包含一施克拉德閥，該入口閉合部件之該施克拉德閥被建構成在連接至該高壓力區後自動地打開。
如本文中所使用，用語「可施配流體材料」旨在囊括可流動非氣態材料，例如液體，包含液體聚合物及液體聚合物前驅物、其中懸浮有細顆粒固體之液體、膠態懸浮液(colloidal suspension)、可流動凝膠、以及更一般而言可流動非氣態材料、及該等材料其中之二或更多者之混合物。該定義中不包含氣體。
如本文中所使用，一「下游」或「上游」位置或結構係相對於自裝置排放可施配流體材料之方向而感覺。
10:流體材料注射裝置
12:管
12a:入口端
12b:出口端
14:入口閉合部件
14a:外部倒鉤型端區段
14b:基座區段
16:第一壓接套管
17:維護埠
17a:維護埠施克拉德閥
17b:操作銷
17c:凸肩
18:施克拉德入口閥
18a:操作銷
20:連接器總成
22:第二壓接套管
24:出口管連接器
24a:倒鉤型端區段
24b:外擴式過渡區段
24c:導引區段
24d:凸肩
24e:通道
26:施克拉德出口閥
26a:操作銷
26b:閥體
26c:釋放埠
26d:通道
26e:出口閥螺旋彈簧
28:螺紋裝設螺母
28a:螺紋
30:儲存腔室
32:可施配流體材料
34:可移動部件
34a:圓周外部V形凹槽
34b:接觸表面
34c:坐合表面
34d:凸肩
34e:通道
36:O形環
38:止回閥
38a:止回閥通道
38b:止回閥體
38c:閥凸肩
38d:止回閥螺旋彈簧
38e:通道排出口
40:球
42:環形密封件
A:部分
第1圖係為本發明之注射裝置之一個實施例之剖視立面圖，其中裝置之出口端包含一連接器總成，該連接器總成被設置成鄰近於但不連接至一加壓閉合系統之一維護埠(顯示為斷裂的)； 第1A圖係為與第1圖所示維護埠(顯示為斷裂的)連接之第1圖所示裝置之連接器總成的相對於第1圖而放大之剖視立面圖；第2圖係為第1A圖所示連接器總成的相對於第1A圖而放大之示意性剖視圖，其顯示可移動接觸部件未接觸出口閥；第2A圖係為包含於圓圈A內之第2圖所示部分的相對於第2圖而放大之視圖；以及第3圖係為第2圖所示連接器總成之視圖，其顯示可移動接觸部件接觸出口閥以將出口閥保持於打開位置。
為使表達簡潔，在以下論述中，有時將適用於密封一閉合加壓系統中之洩漏處之一「密封劑液體」稱為一特定可施配流體材料。然而，本發明囊括一種用於將其他類型之可施配流體材料注射至一加壓系統中之裝置及方法。
現在參照第1圖，顯示由一管12構成之一流體材料注射裝置10，管12具有一入口端12a及一相對之出口端12b。管12可係為一不透水(moisture-impermeable)管，且可由在暴露於密封劑或其他可施配流體材料時不膨脹、收縮或以其他方式發生尺寸改變之一材料製成。該管可例如係為聚二氟乙烯(例如由阿科瑪公司(Arkema,Inc.)以商標Kynar出售之聚二氟乙烯)，或者該管可係為任何其他適合之材料。該管方便地被設計成耐受其在附接至閉合加壓系統(例如，任何標準空調系統、製冷系統或類似系統之製冷劑管路)時將經受的最高壓力。作為另一選擇，該管可被設置成不同強度，以在不破裂之情況下耐受將在一給定類型之系統中遭遇之最高壓力。較佳地，該管被製造有充足之破裂強度，以抵抗其將在任何標準空調系統、製冷系統或類似系統中遭遇之最高壓力，俾在庫存中僅需要保持一單個部件。入口端12a具有一入口閉合部件14，入口閉合部件14藉由一第一壓接套管(first crimp sleeve)16緊固至 入口端12a。入口閉合部件14包含一適合之入口閥，例如一施克拉德入口閥18。管12被建構成在其中界定一儲存腔室30，在儲存腔室30內容納有一可施配流體材料32。當然，裝置10可由任何適合之尺寸製成。尺寸可依據將向加壓系統中注射可施配流體材料之一劑量之大小而變化。舉例而言，密封劑之一劑量通常小於除酸劑之一劑量，因此，容納密封劑之一流體注射裝置可小於(例如，在長度上短於)用於將除酸劑注射至系統中之一流體注射裝置。通常，流體注射裝置之整體長度可自約3.25英吋(8.26公分)至約6.5英吋(16.51公分)而不等。如第1圖及第1A圖中所示，一加壓閉合系統(圖中未顯示)之一維護埠17包含具有一操作銷17b之常用維護埠施克拉德閥17a，操作銷17b在被壓下時將使該維護埠施克拉德閥打開。
入口閉合部件14具有從中延伸之一管孔(無編號)且藉由入口閉合部件14之一外部倒鉤型端區段(exteriorly-barbed end section)14a緊固至管12之入口端12a。端區段14a被接納於管12之入口端12a內且藉由第一壓接套管16緊固就位。入口閉合部件14具有一基座區段14b，基座區段14b用作施克拉德入口閥18之一殼體。閥18用於閉合管12之入口端12a，以防止可施配流體材料在注射裝置10被使用之前自儲存腔室30洩漏。入口閉合部件14直接地或經由一連接器軟管間接地將入口端連接至加壓閉合系統之一高壓力區，且出口連接器經由一維護埠將注射裝置連接至加壓閉合系統之一低壓力區。在入口端連接至高壓力區後，入口閉合部件較佳自動地打開，例如藉由機械接觸或藉由高壓力區中之壓力。機械接觸係為用於打開入口閥(通常為一施克拉德閥)之較佳機制，乃因機械接觸通常會強加較高壓力且因此較僅使用高壓力區之壓力更可靠，尤其係在一些密封劑已聚合於入口施克拉德閥上時。
出口端12b具有藉由一第二壓接套管22緊固至其之一連接器總成20。連接器總成20藉由一出口管連接器24緊固至管12之出口端12b，出口管 連接器24具有一倒鉤型端區段24a，倒鉤型端區段24a被接納於管12之出口端12b內且藉由第二壓接套管22緊固就位。出口管連接器24具有從中延伸之一通道24e、在倒鉤型端區段24a與一導引區段24c之間延伸之一外擴式過渡區段(outwardly flared transition section)24b。導引區段24c具有相對於端區段24a擴大之一直徑。一螺紋裝設螺母(threaded installation nut)28以可旋轉方式安裝於出口管連接器24之導引區段24c上。裝設螺母28藉由螺紋28a(第1A圖及第2圖)而具有內螺紋，或者以其他方式被建構成允許將裝設螺母28附裝至位於一加壓閉合系統之一低壓力區中之一維護埠，例如維護埠17。
現在參照第1A圖、第2圖及第2A圖，倒鉤型端區段24a用作一施克拉德出口閥26之一殼體，施克拉德出口閥26包含常用操作部件(在此情形中為操作銷26a)及一閥體26b。閥26具有藉由操作銷26a以常用方式在打開位置與閉合位置之間操作之一釋放埠26c(第1A圖及第2圖)、以及形成於閥體26b中之一通道26d(第2圖)。導引區段24c用作一可移動部件34之一殼體，可移動部件34可在導引區段24c內縱向移動。可移動部件34如以下更全面地闡述而藉由一O形環36(第1A圖及第2圖)保持就位於出口管連接器24之通道(無編號)內，且具有一圓周外部V形凹槽34a(第2A圖)、一接觸表面34b及一坐合表面(seating surface)34c(第2圖)。
參照第1A圖及第2圖，在可移動部件34中形成有一通道34e。可移動部件34用作一止回閥38之一殼體，止回閥38包含藉由一螺旋彈簧38d而保持就位於止回閥體38b內之一球40，螺旋彈簧38d用於驅迫球40抵靠一閥凸肩38c(第2圖)以閉合止回閥通道38a及通道排出口38e，以免自在使用中注射裝置10之出口端所連接至的加壓系統發生回流。此防止流體材料32因注射裝置10所連接至的閉合加壓系統中加壓流體之回流而被加壓。在使用中，止回閥螺旋彈簧38d被工程設計成在球40暴露於大於10磅/平方英吋絕對壓(Pounds Per Square Inch Absolute；PSIA)至30磅/平方英吋絕對壓之上游壓力時塌縮且容許球40自閥凸肩38c脫離並允許可施配流體材料32流動。除引起注射裝置之故障以外，此種回流亦在使用者將裝置10安裝至維護埠17或將裝置10與維護埠17斷開連接時對使用者造成一安全問題。
在所示實施例中，止回閥38係為與維護埠17之操作銷17b之接觸點，且在裝置10被安裝至系統低壓力維護埠17時打開維護埠施克拉德閥17a。止回閥38例如以可旋擰方式被安裝，以沿著可移動部件34之縱向軸線選擇性地移動(如第1A圖、第2圖及第3圖中所觀看，上下垂直地)，俾使可移動部件34與止回閥38之總成之有效長度可由使用者調整。對先前技術之固定式連接器結構進行此種有效之長度調整已為人所知，且用於適應維護埠，該維護埠中維護埠17之施克拉德閥17a過緊或不夠緊，使得用於打開維護埠施克拉德閥17a之接觸點過深或過淺。傳統上，系統之施克拉德閥17a之有效深度係由使用者藉由將螺紋施克拉德閥17a旋入或旋出維護埠來調整，在此情形中，調整件可係為任何適合之螺紋結構或以其他方式可調整之結構。可藉由一針頭鉗(needle-nose pliers)或相當之工具來達成調整。在本發明之所示實施例中，可使用相同類型之工具並藉由將止回閥體38b建構成可在可移動部件34內縱向移動來獲得進一步調整。此種調整特徵容許使用者補償施克拉德閥操作銷17b之位置之變化且因此允許與施克拉德閥17a進行強制嚙合。此種先前技術之權宜之計不應與本發明之一新穎特徵混淆，本發明將可移動部件34設置成鄰近於出口閥26但在下游與出口閥26間隔開且因此遠離而不暴露於在裝置10被使用之前洩漏之密封劑。可移動部件34設置於出口閥26下游之距離在本文中及在申請專利範圍中有時被稱為可移動部件34與出口閥26間之「空隙(clearance)」。更具體而言，在所示實施例中，該空隙係為出口閥26之操作部件(操作銷26a)與可移動部件34之接觸表面34b間之距離。當可移動部件被驅迫成與操作銷26a接觸時， 接觸表面34b將接觸該操作銷。第2圖將此空隙示作操作銷26a之頭部(無編號)與可移動部件34之接觸表面34b間之間隙。此間隙(空隙)將裝置10之「濕區」與「乾區」分隔開。濕區係為裝置的位於間隙上面(如在第2圖中所觀看)之彼部分，且乾區係為裝置的位於間隙下面之彼部分。如在第2圖中所看出，可移動部件34、其O形環36及其止回閥38皆位於乾區中，以避免或至少大幅最小化此等組件與可施配流體材料(包含可圍繞出口閥26之釋放埠26c而洩漏之任何可施配流體材料)之接觸機會。該間隙或空隙可係為自約0.02英吋(0.051公分)至約0.04英吋(0.102公分)，例如，自0.028英吋(0.071公分)至約0.038英吋(0.097公分)。本發明使得可移動部件34能夠被驅迫成與出口閥26接觸，在所示實施例中更具體而言與操作銷26a接觸，以打開出口閥26。在所示實施例中，如本文中別處所述，藉由將螺紋裝設螺母28上緊至維護埠17上俾使維護埠17之凸肩17c使可移動部件34向上移動來提供使可移動部件34移動成與出口閥26接觸之力。
現在參照第2A圖，在可移動部件34之外圓周上設置有V形凹槽34a。V形凹槽34a為O形環36建立一擱置位置，以防止可移動部件34在使用之前(例如，當管總成在儲存或運輸中時)發生非預期移動或丟失。此種非預期移動可潛在地使得可移動部件34之接觸表面34b與操作銷26a接觸，以過早地打開出口閥26。O形環36亦充當一密封件，以閉合圍繞可移動部件34之一潛在洩漏路徑。此種洩漏可係為當注射裝置在使用中時任何流體材料32自儲存腔室30洩漏、或因加壓系統中之加壓流體(例如，製冷劑)而回流。
參照第2圖及第3圖，一環形密封件42設置於閥體38b與可移動部件34之坐合表面34c之間。環形密封件42充當在注射裝置10與注射裝置之出口端所連接至的閉合系統之維護埠之介面處為密封劑液體及加壓製冷劑閉合一潛在洩漏路徑的一密封件。當藉由裝設螺母28將管總成旋緊至製冷劑管路維護埠 上時，坐合表面34c提供與維護埠17(第1圖及第1A圖)之凸肩17c之一強制接觸點(positive point)。在將裝設螺母28旋擰至製冷劑管路維護埠17上時，可移動部件34朝向出口閥26之操作銷26a移動，俾使接觸表面34b接觸操作銷26a並使其移動(如在第1圖及第1A圖中所觀看向上地，即，朝向入口端12a)以打開出口閥26之釋放埠26c。打開釋放埠26c會容許可施配流體材料(例如，液體密封劑)自儲存腔室30流經出口閥26、止回閥38及維護埠施克拉德閥17a，然後流動至加壓閉合系統中，例如一空調或製冷系統之製冷劑管路中。藉由進入入口閥18之加壓流體來施配液體密封劑。
在使用中，入口閉合部件可例如藉由一標準維護歧管組(standard service manifold set)及複數個製冷劑軟管而連接至閉合系統之一相對高壓力區。出口管連接器可直接連接至系統之一相對低壓力區，例如一維護埠，例如維護埠17。二個連接點間之壓力差將流體材料自裝置推進至閉合系統中。作為另一選擇，可自其他源(例如，一加壓製冷劑氣體之一圓筒)將一加壓注射氣體供應至裝置之入口端。
在將裝設螺母28旋緊至加壓閉合系統之維護埠17上時，可移動部件34藉由與維護埠17之凸肩17c(第1圖及第1A圖)接觸而被朝向操作銷26a驅迫。所得的對部件34之移動將使O形環36移出V形凹槽34a，進而使O形環36壓縮於可移動部件34之外部側壁(無編號)與出口管連接器24之導引區段24c之內部壁(無編號)之間。此種壓縮使得在該二個組件之表面之間形成一更強制密封(positive seal)。該密封在可移動部件34完成其移動並使O形環36(第2A圖)壓縮於凸肩34d與凸肩24d(第2A圖)之間以增強密封之強度時得以增強。
除致動操作銷26a以外，可移動部件34亦用作注射裝置10之一主動安全關閉器(active safety shut-off)，藉此增強使用者安全性。在使用中，若裝 設螺母28自製冷劑維護埠17被旋鬆及拆卸或甚至局部地旋下，即，鬆動，則藉由維護埠17(第1圖及第1A圖)之凸肩17c對可移動部件34強加之壓力得到釋放，該壓力將可移動部件34朝向出口閥26驅使。因此，可移動部件34藉由可施配流體材料之上游流動壓力而立即返回至其不與操作銷26a接觸之原始位置。此顯示於第1圖中且在以下進行闡述。因此，部件34之接觸表面34b不再推撞操作銷26a而打開釋放埠26c。此使操作銷26a在施克拉德出口閥26之出口閥螺旋彈簧26e之影響下返回至其原始閉合位置，藉此閉合釋放埠26c，以非常迅速、實質上立即地停止流體材料32之流動。即使裝設螺母28在注射裝置10自入口端12a藉由加壓閉合系統之高壓力區被完全加壓時自製冷維護埠17鬆動或旋鬆，此種安全特徵亦防止加壓流體材料32被非預期地釋放。此種在裝設螺母28拆卸或鬆動後使部件34返回至其不與操作銷26a接觸之原始位置的作用係由施克拉德出口閥26之螺旋彈簧26e對操作銷26a施加壓力以驅迫可移動部件34返回至其原始位置而引起。若當裝設螺母28鬆動或旋鬆時儲存腔室30中存在壓力，則加壓流體材料32朝向可移動部件34之所得短暫流動會加速可移動部件34遠離銷26a而移動，以閉合施克拉德出口閥26。出口閥26之閉合在此等情形下係在不足一秒內發生，藉此為使用者提供一優越之安全特徵且亦防止製冷劑氣體非預期地釋放至大氣。
可看出，在使用中，可移動部件34及止回閥38直至注射裝置10藉由裝設螺母28安裝至加壓閉合系統之維護埠17上才暴露於密封劑液體(流體材料32)。藉由防止或大幅減少流體材料32與可移動部件34及止回閥38之接觸，防止了或至少大幅降低了流體材料32發生聚合或以其他方式使注射裝置出故障之危險。若儘管存在所述之預防措施，在使用之前流體材料32仍在出口閥26處經由釋放埠26c或以其他方式發生任何洩漏，或者若出於任何原因，流體材料32在釋放埠26c處或者在出口閥26上的別處發生聚合或以其他方式形成一密實 結合，藉由將裝設螺母28旋緊至維護埠17上而產生之機械力將對可移動部件34提供足以打破聚合物或其他結合並容許密封劑液體按照預期的那樣恰當流動之機械力。裝設螺母28可以在製冷劑管路維護埠上使用之標準7/16" 20 UNF-2B螺紋來旋擰，且被機械加工成具有足以確保將可移動部件34保持就位以與維護埠17之凸肩17c完全嚙合之一螺紋深度。
管12較佳由一不透水材料構成，且可係為透明或半透明的或者至少可具有一透明或半透明區段，以使一使用者能夠看見儲存腔室30內所容納之可施配流體材料32且觀察到此種可施配流體經由管12被輸送以自出口閥26排放。
管12之不透水性使管能夠搭配與水高度反應之可施配流體一起使用。舉例而言，一種適合且市面有售之液體密封劑包含與水分高度反應且在與水分接觸時將在幾個小時之內發生聚合以形成固體之三元矽烷。因此，重要的是，使此等可施配密封劑液體維持與水分隔離而不接觸，直至密封劑液體被施配至空調或製冷閉合系統中以填充系統製冷劑管路中之任何針點(pin-point)開口為止。由於密封劑液體遍及閉合系統製冷劑管路而分散，因此任何此等開口皆與密封劑接觸，密封劑藉由與水分(例如大氣濕度或在針點開口之外部處存在之冷凝水)反應以發生聚合並密封洩漏位點而堵塞洩漏處。
在使用中，入口閉合部件14藉由複數個製冷維護軟管及一維護歧管組(圖中未顯示)而緊固至正被處理之一加壓系統之一高壓力區，例如，緊固至高側維護埠(圖中未顯示)。裝設螺母28緊固至位於加壓閉合系統(例如欲處理之一空調或製冷閉合系統)之低壓力側上之維護埠17。入口閉合部件14內所包含之施克拉德入口閥18藉由在將入口閉合部件14連接至製冷維護軟管及一維護歧管組(圖中未顯示)時強加於操作銷18a(第1圖)上之機械壓力而打開。套管組上之一傳統閥被打開俾使高壓力區中之加壓流體(例如，製冷劑)驅迫可施配流體材料32(例如，一液體密封劑)流出儲存腔室30，然後經由出 口閥26、可移動部件34、止回閥38且經由維護埠17進入閉合系統之一低壓力區中。當液體密封劑已被排放時，套管組上之閥可被閉合且裝置可與系統斷開連接。
第3圖中之無編號箭頭顯示可施配流體材料32(例如，液體密封劑)在一加壓流體之影響下自儲存腔室30經由連接器總成20進入至一維護埠(第3圖中未顯示)中之流動路徑。該加壓流體可例如係為一空調或製冷系統等中之加壓製冷劑，且經由入口閥18(第3圖中未顯示)進入儲存腔室30。該流動路徑係自腔室30、然後經由出口閥26之打開之釋放埠26c、經由一通道34e(第1A圖及第2圖)進入至可移動部件34中，然後進入至止回閥38中且經由一止回閥通道38a(第1A圖)進入至維護埠17(顯示於第1圖及第1A圖中，第3圖中未顯示)中。
可施配流體在使用之前經過出口閥之任何洩漏可使環境空氣或大氣之大氣水分或任何其他成問題之組分與可施配流體材料反應並使可施配流體材料發生聚合。此種事件將使先前技術注射裝置變得不起作用，如在以上段落[0003]中所述。然而，在本發明之情形中，藉由將裝設螺母(例如，裝設螺母28)緊固至維護埠(例如，維護埠17)而對可移動部件(例如，可移動部件34)強加之機械力大至足以使經聚合之材料破裂，因此使注射裝置恢復至一操作狀態。
儘管已參照具體實施例詳細地闡述了本發明，然而應瞭解，可對所述實施例作出眾多變化，不過該等變化處於本發明及申請專利範圍之範圍內。
17‧‧‧維護埠
17a‧‧‧維護埠施克拉德閥
17b‧‧‧操作銷
17c‧‧‧凸肩
20‧‧‧連接器總成
24‧‧‧出口管連接器
24a‧‧‧倒鉤型端區段
24b‧‧‧外擴式過渡區段
24c‧‧‧導引區段
24e‧‧‧通道
26‧‧‧施克拉德出口閥
26a‧‧‧操作銷
26b‧‧‧閥體
26c‧‧‧釋放埠
26e‧‧‧出口閥螺旋彈簧
28‧‧‧螺紋裝設螺母
28a‧‧‧螺紋
34‧‧‧可移動部件
34b‧‧‧接觸表面
34e‧‧‧通道
36‧‧‧O形環
38‧‧‧止回閥
38a‧‧‧止回閥通道
38b‧‧‧止回閥體
38d‧‧‧止回閥螺旋彈簧
38e‧‧‧通道排出口
40‧‧‧球
42‧‧‧環形密封件

Claims (18)

  1. 一種用於將一可施配流體材料注射至一加壓系統中之流體注射裝置，該加壓系統中具有一加壓流體之一相對高壓力區及一相對低壓力區，該流體注射裝置包含：一管，具有一入口端及一出口端，該入口端具有一入口閉合部件，該入口閉合部件能夠與該高壓力區連接成流體流動連通，且該出口端具有一連接器總成，該連接器總成包含一出口管連接器，該出口管連接器能夠與該低壓力區連接成流體流動連通，該出口管連接器界定從中延伸至該裝置外部之一排放流動路徑；該管在其內界定設置於該入口閉合部件與該出口管連接器間之一閉合儲存腔室，該儲存腔室容納一可施配流體材料且在該出口端由一出口閥閉合，該出口閥被建構成藉由與一可移動部件接觸而打開，該可移動部件被安裝以在該連接器總成內移動且在該排放流動路徑內設置成鄰近於該出口閥之一間隔位置並在下游與該出口閥間隔開，藉此在該可移動部件及該出口閥之間提供一空隙，該可移動部件被建構成：(a)允許該可施配流體材料穿過該排放流動路徑，且(b)使得在將該出口管連接器連接至該低壓力區後，該可移動部件被由該間隔位置驅迫成與該出口閥接觸以打開該出口閥，進而經由該排放流動路徑排放該可施配流體材料。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該可移動部件更包含：一止回閥通道，用於使該可施配流體材料從中穿過；以及一止回閥，設置於該止回閥通道內且被建構成防止自該低壓力區向該出口閥中回流。
  3. 如請求項2所述之裝置，其中該可移動部件更包含一O形環，且在該可移動部件與該出口閥之間之該空隙用以將該可移動部件及其O形環與已經過該出口閥而洩漏之任何可施配流體材料隔開。
  4. 如請求項1、2或3所述之裝置，其中該空隙係為自約0.02英吋(0.051公分(cm))至約0.04英吋(0.102公分)。
  5. 如請求項1所述之裝置，其中該低壓力區能夠經由該加壓系統之一維護埠而通達，且該連接器總成更包含一裝設部件，該裝設部件被建構成將該出口管連接器緊固至該維護埠，藉此驅迫該可移動部件由該間隔位置移動至與該出口閥進行該接觸。
  6. 如請求項5所述之裝置，其中該裝設部件包含被建構成旋擰至該維護埠上之一裝設螺母。
  7. 如請求項1、2或3所述之裝置，其中該出口閥包含一操作部件，該操作部件面對該可移動部件且與該可移動部件對準，藉此使該可移動部件移動成與該操作部件接觸會將該操作部件移置以打開該出口閥。
  8. 如請求項1或請求項2所述之裝置，其中該可移動部件包含一圓周V形凹槽，在該圓周V形凹槽內設置有一O形環密封件，以在該裝置被使用期間防止或至少抑制圍繞該可移動部件之洩漏，且在該裝置被使用之前將該可移動部件夾持就位以防止因該可移動部件發生非預期移動而引起對該出口閥之致動。
  9. 如請求項1、2或3中任一項所述之裝置，其中該可施配流體材料係為用於密封該加壓系統中之洩漏處之一密封劑流體。
  10. 如請求項1、2、3或5中任一項所述之裝置，其中該裝置的至少彼等在該裝置被使用之前與該可施配流體材料接觸之部分係由一或多種不透水材料構成。
  11. 如請求項1、2、3或5中任一項所述之裝置，其中該裝置的至少彼等在該裝置被使用之前與該可施配流體材料接觸之部分係由不會因與該可施配流體材料接觸而經受尺寸改變之一或多種材料構成。
  12. 如請求項1或請求項2所述之裝置，其中該入口閉合部件被建構成在連接至該高壓力區後自動地自一閉合位置切換至一打開位置。
  13. 一種用於將一可施配流體材料注射至一加壓系統中之流體注射裝置，該加壓系統具有一加壓流體之一相對高壓力區及一相對低壓力區，該流體注射裝置包含：一不透水管，具有一入口端及一出口端，該入口端具有一入口閉合部件，該入口閉合部件能夠與該高壓力區連接成流體流動連通，且該出口端具有一連接器總成，該連接器總成包含一出口管連接器，該出口管連接器能夠經由該加壓系統之一維護埠與該低壓力區連接成流體流動連通，該出口管連接器界定從中延伸至該裝置外部之一排放流動路徑；該管在其內界定設置於該入口閉合部件與該出口管連接器間之一閉合儲存腔室，該儲存腔室容納一可施配流體材料且在該出口端由一出口閥閉合，該出口閥包含面對一可移動部件之一操作銷，該可移動部件設置於該連接器總成內且與該操作銷對準；該可移動部件，在該排放流動路徑內設置成鄰近於該出口閥之一間隔位置並與該出口閥間隔開且能夠沿著該連接器總成內之該排放流動路徑之一部分移動，該可移動部件被建構成使得在將該連接器總成連接至該維護埠後，該可移動部件被由該間隔位置驅迫成與該操作銷嚙合以將該操作銷移置，進而打開該出口閥以經由該排放流動路徑排放該可施配流體材料；以及該可移動部件包含一止回閥通道，在該止回閥通道內設置有一止回閥以防止自該維護埠向該出口閥中回流。
  14. 如請求項13所述之裝置，其中該止回閥係為彈簧加載式。
  15. 如請求項13所述之裝置，其中於在該裝置仍與該加壓系統之該高壓力區連接成流體流動連通時該裝置鬆動或被斷開連接而不與該加壓系統之該低 壓力區進行流體流動連通後，該可移動部件被建構成藉由該相對高壓力區之壓力而自動地被返回至該間隔位置，以藉此閉合該出口閥，進而切斷該可施配流體材料之流動通過該裝置。
  16. 如請求項13所述之裝置，其中該可施配流體材料包含適用於密封該加壓系統中之洩漏處之一液體密封劑。
  17. 如請求項13、14或15中任一項所述之裝置，其中該連接器總成更包含一裝設螺母，該裝設螺母被建構成旋擰至該維護埠上，藉此該可移動部件藉由該裝設螺母相對於該維護埠之移動而被驅使，以使該維護埠將該可移動部件由該間隔位置移置為與該出口閥的該操作銷接觸，藉此打開該出口閥。
  18. 如請求項13、14或15中任一項所述之裝置，其中該入口閉合部件及該出口閥各自包含一施克拉德閥，該入口閉合部件之該施克拉德閥被建構成在連接至該高壓力區後自動地打開。
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